JPH0238712A - 耐破壊性の優れた圧延用たてロール軸受軸 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、各種鋼材の熱間圧延に用いる耐破壊性の優れ
た圧延用たてロール軸受軸の構造に関する。

［従来の技術１ 鉄鋼材料の製造は、特殊な場合を除き殆どか圧延ロール
を用いた熱間圧延で製造される。

また周知のように、形鋼等所要の断面をもつ鋼材は、圧
延効率の面から水平ロールに近接してたてロールが設置
されている。このたてロールは水平ロールと同等の機能
を必要とし、狭いロールハウジングの中で大きな負荷を
受は得る構造となっている、その構造については種々の
ものが知られるが、その多くは、ロールの軸受部がロー
ル軸方向に対して斜めに配置した軸受けと、コロに構成
されるのが通例である。（■ＲＯＬＬ４ＮＧ　［ＬＬＳ
１９６５　Ｐｅｒｇａｍｏｎ　Ｐｒｅｓｓ　Ｌｔｄ７７
頁、■　゛°８３製鉄機械設備総覧　重工業新聞社　５
５８頁等）また最近では、圧延した鋼材の材質均等化を
意図して、異方性を極力少なくすること、或いは板端部
の寸法精度及び歩留向上等の要請から、このたてロール
に対する負荷は一段と高いものが要求されてきた０例え
ば第３図は、強大なスラスト力（軸方向推力）を受ける
ための構造で、たてロールのロール本体２１の軸受軸２
４の外周に配置したスラスト軸受２３と、スラスト荷重
軸受コロ２２によって、前記軸受軸２４をロールハウジ
ング２７で支持している。

そして、オネジ２５が穿設された軸受軸２４の端部には
、スラスト荷重押付はナツト２６が螺合され、該ナツト
２６が前記スラスト軸受２３に接触している。尚符号２
８は軸受部カバーである。

かかる構造がロール軸受軸の上下で適用されることによ
り、ロール本体２１は、軸受コロ２２とハウジング２７
の軸受コロ座間で回転軸機能を形成する。従ってロール
本体２１に負荷するスラスト荷重は、ロール軸受軸２４
の端部のナツト２６を介して軸受２３に伝達し、さらに
軸受２３からコロ２２に伝達され、ハウジング２７の軸
受コロ座面でうけることになる。

［発明が解決しようとする課題１ ところでこれらのたてロールは、耐摩耗の観点から主と
して鋳鋼が用いられている。しかしスラスト力の一層の
上昇に伴い、軸受軸２４のネジ部２５の付は根部分２９
から破損が頻発し、生産に大きな支障を及ぼし、ている
。

勿論この破損対策として、ロール材質の高強度化やネジ
形状の変更等を実施はしているが、依然として完全な防
止に至っていない。

本発明者らは、この問題について接木的対策を施すため
、まず破損原因について徹底的に調査検討を行った。そ
の結果軸受軸ネジ付根部からの破損原因は、最近の材料
の高強度化により熱間変形抵抗が大きくなり、水平ロー
ルの圧延反力の約１７３にも及ぶスラスト荷重が軸受軸
ネジ付根部に繰返し負荷することによる疲労破壊である
ことを解明した。

したがって破損対策としては、■軸受軸ネジ付根部に負
荷する応力の軽減を図ること、■ロール材料強度をさら
に高強度化して軸の疲労強度を向上させること、以上の
２点が考えられたが、たてロールの狭いハウジング中で
の寸法制約のため、ネジ部長さを長くしたり、ネジ部直
径を大きくしたりして応力軽減を図ることができないこ
と、およびロール材料強度も鋳鋼である限りさほど向上
できないことから、適確な破損対策が望まれていた。

本発明は上記問題点に鑑みなされたもので、耐破壊性の
優れた圧延用たてロール軸を提供する。

［課題を解決するための手段］ 第１の本発明は、たてロールの軸受軸の外周に装着した
スラスト軸受と４０−ルハウジングおよびスラスト軸受
との間に介在させたスラスト荷重軸受コロよりなる圧延
用たてロール軸受において、たてロールの軸受軸端部に
メネジ部を穿設し、該メネジ部にスラスト荷重を受容す
るボルトを嵌合し、該ボルトのフランジ部を前記スラス
ト軸受に接触させてスラスト荷重を該フランジ部に受け
るようにしたことを特徴とする耐破壊・姓の優れた圧延
用たてロール軸受軸である。

第２の本発明は、たてロールの軸受軸の外周に装着した
スラスト軸受と、ロールハウジングおよびスラスト軸受
との間に介在させたスラス［〜荷重軸受コロよりなる圧
延用たてロール軸受において、たてロールの軸受軸端部
にメネジ部を穿設するとともに前記スラスト軸受とたて
ロールの軸受軸端部に接する座板な設け、前記メネジ部
と座板をスラスト荷重を受容するボルトを装着してスラ
スト荷重を座板で受けるようにしたことを特徴とする耐
破壊性の優れた圧延用たてロール軸受軸であり、またス
ラスト荷重を複数本のボルトで受容するようにしたもの
である。

【作　用］ 本発明においては、従来の軸受軸に設けていたオネジ部
を除去し、逆に軸受軸にメネジを設けてこれに高強度鋼
のボルトを嵌込み、該ボルトのフランジで軸受より伝達
するスラスト荷重を受ける構造、および高強度鋼を用い
たスラスト荷重受は座板を軸受軸端部に数本のボルトで
締結してスラスト荷重を受ける軸構造とした。

これらの構造では、ネジ長さを長くできるのでボルトの
応力軽減が図られること、およびボルトにロール材質と
は無関係に高強度鋼が適用できるため、従来のｉＪ鋼よ
り疲労強度が数倍以上向上することを実験室的に検証し
たものである。

本発明は上記知見に基づいてなされたもので、その主旨
とするところは、圧延たてロール軸受軸端部にメネジを
設け、環メネジに嵌込むボルトのフランジ部でスラスト
荷重を受ける方法、または圧延たてロール軸受軸端部に
スラスト荷重受は座板を設け、概座板をボルトで締結固
定する構造であり、これらの構造により従来のロール材
質およびロールハウジングをそのまき用いることができ
、かつスラスト荷重の負荷するボルトネジ長さを長くし
ているため、ネジ山荷重分担が軽減してボルトの耐破壊
性が増し、さらにボルトに高強度鋼を用いることができ
るので、ボルトの疲労強度が著しく向上して、耐破壊性
の優れた圧延ロール体的に説明する。

第１図及び第２図に、本発明による軸受軸の一方端（上
部）の拡大図を示す。

第１図は本発明の第１の実施例であり、図中、ロール本
体１．軸受コロ２．スラスト軸受３．ハウジング７は前
述第３図の軸受軸構造と同じである６本実施例において
は軸受軸端部の短いネジ長さの問題を解決するため、前
記オネジ２５を除去し、逆に軸受軸端部に、ネジ剪断面
積及びネジ底応力を考慮した寸法のメネジ部１０を穿設
し、該メネジ部ｌＯにスラスト荷重を受容するボルト１
１を嵌合する。このボルト１１と一体のフランジ部１２
は、その外周下面がスラスト軸受ゆに接している。

第２図は第２の実施例であり、ロール軸受軸端部にスラ
スト荷重受座板１３を設け、該座板１３を軸端部に穿設
した同様なメネジ部ｌＯに疲労強度を考慮した寸法及び
本数のボルト１４を嵌合し、その座板１３をスラスト軸
受３に接触させる。

即ち従来の構造（第３図）では、ロール軸受軸２４のネ
ジ部２５が短いために、各ネジ山の荷重分担が大きくな
り、特にネジ２５終端部２９は、切り欠きによる応力集
中を受け、またナツト面での曲げモーメントの重畳で、
荷重分担が極めて大きいこと、及びネジ部の材質が鋳鋼
のため疲労強度が低いこと、高強度材の圧延時のスラス
ト力の増大で、ごく少ない圧延量で疲労破壊に至ってい
た。

これに対し１本発明によるロールに求められる耐摩耗性
は、従来通りの材質で確保し、軸受部の疲労破壊は、軸
受軸端部に応力分散のできる長いネジ部をもつ構造で受
容することとしたものである。

即ち本発明による軸受軸では、メネジ部長さを長くして
いるので、疲労破壊危険箇所であるボルト首下の荷重分
担が大幅に軽減でき、さらにボルト材質に高強度鋼を使
用することができるので、疲労強度が鋳鋼の場合より著
しく向上する利点がある。

次に本発明の適用効果について説明する。

ｆａｔ　まず本発明の適用効果を確認するために、実機
の１７２尺寸法に製作した軸受軸を、実験室的に片振引
張疲労試験によりシュミレート実験を行った。その結果
いずれも従来構造より５倍以上の疲労強度を有すること
を確認した。

ｆｂ１次に下記の第１表で示す仕様で実施した。

第１表 いずれも、従来の鋳鋼ロールの軸受軸に、Ｍ７２、ピッ
チ６１ｎｌＴｌ、長さ６５ｍｍのメネジを設け、このメ
ネジに９０　ｋｇｆ／−級の３４５Ｃ調質鋼のボルトを
嵌合、これらを、形鋼カリバーのたてロールに適用した
。その結果、従来軸受軸では圧延量的２０００〜３００
０　トンで破損していたのに対し、本発明構造では１２
５００　トンを経過した現在も、なお継続使用中である
。（第１の発明の構造）また第２の発明の構造では、従
来の鋳鋼ロールの軸受軸に、９０　ｋｇｆ／１１１級の
５４５Ｃ調質鋼製の板厚２５〜２７ＩＩＩＩ１１、直径
１８０＋ａｍのスラスト荷重受座板を設け、該座板を市
販の９Ｔクラスの高強度ボルト（Ｍ１６、ネジ長さ４０
ｍｍ）９本で締結固定した。形鋼カリバーのたてロール
に適用した結果、同様に１２５００１−ンを経過しても
継続使用中である。

以上、本発明によるたてロール軸受軸は、非常に優れた
耐破壊性を具備していることが判る。

ｒ発明の効果１ 以上説明したごとく本発明は、ボルトおよびフランジま
たは座板を用いてスラスト荷重を受け、軸受軸の応力軽
減を図るとともに、またボルトを高強度鋼を使用するこ
とにより、更に優れた耐破壊性を有する圧延用たてロー
ル軸受軸を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明の実施例であり、第１図は第１
の実施例の軸受軸の一方端の拡大図、第２図は第２の実
施例の拡大図、第３図は従来の軸受軸の構造を示す図面
である。 １・・・ロール本体、２・・・軸受コロ、３・・・スラ
スト軸受、４・・・軸受軸、７・・・ハウジング、１０
・・・メネジ、１１・・・ボルト、１２・・・フランジ
部、１３・・・座板 才ｊ図 代理人　弁理士　秋　沢　政　光 他１名 汁２図 ７３図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）たてロールの軸受軸の外周に装着したスラスト軸
   受と、ロールハウジングおよびスラスト軸受との間に介
   在させたスラスト荷重軸受コロよりなる圧延用たてロー
   ル軸受において、たてロールの軸受軸端部にメネジ部を
   穿設し、該メネジ部にスラスト荷重を受容するボルトを
   嵌合し、該ボルトのフランジ部を前記スラスト軸受に接
   触させてスラスト荷重を該フランジ部で受けるようにし
   たことを特徴とする耐破壊性の優れた圧延用たてロール
   軸受軸。
2. （２）たてロールの軸受軸の外周に装着したスラスト軸
   受と、ロールハウジングおよびスラスト軸受との間に介
   在させたスラスト荷重軸受コロよりなる圧延用たてロー
   ル軸受において、たてロールの軸受軸端部にメネジ部を
   穿設するとともに前記スラスト軸受とたてロールの軸受
   軸端部に接する座板を設け、前記メネジ部と座板をスラ
   スト荷重を受容するボルトを装着してスラスト荷重を座
   板で受けるようにしたことを特徴とする耐破壊性の優れ
   た圧延用たてロール軸受軸。
3. （３）スラスト荷重を複数本のボルトで受容する請求項
   （２）記載の耐破壊性の優れた圧延用たてロール軸受軸
   。